KR101029502B1

KR101029502B1 - 구동회로

Info

Publication number: KR101029502B1
Application number: KR1020090058744A
Authority: KR
Inventors: 소메이 가와사키
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2011-04-18
Also published as: JP2010008987A; US20090322256A1; US8084950B2; CN101620824B; KR20100003235A; CN101620824A

Abstract

본 발명은, 발광소자의 휘도의 저하를 보상하고, 번인 현상을 저감하는 발광소자의 구동회로를 제공하는 것이다. 상기 구동회로는, 구동 트랜지스터의 게이트에 접속된 제1용량과, 구동 트랜지스터의 게이트와 접속하고 있지 않는 쪽의 제1용량과 발광소자의 일단과의 사이에 형성되는 제2용량을 가지고, 발광소자의 점등 개시시에 있어서의 노드의 전위의 변화에 응해서 상기 제1용량의 충전량을 보정하고, 그 후, 보정된 충전량에 응해서 발광소자를 점등시킨다.

Description

구동회로{DRIVE CIRCUIT}

본 발명은, 전류를 주입해서 발광하는 발광소자, 보다 구체적으로는, 유기전계 발광소자(이후, "유기 EL 소자"로 칭함)의 구동회로에 관한 것이다.

표시 화소열에 대응한 신호선 및 표시 화소행에 대응한 주사선에 의해 각 화소의 발광을 제어하는 구동 트랜지스터를 포함한 발광소자의 구동회로를 가지는 액티브 매트릭스형의 표시장치에 관해서 미국특허 제6,373,454호 공보에 기재되어 있다. 미국 특허 제6,373,454호 공보에는, 구동 트랜지스터의 특성의 변동을 경감할 수 있는 기록 전류 구동회로의 구성이 기재되어 있다.

도 12에 구동회로의 구성예를 나타낸다. 도 12의 구동회로는, 발광소자(EL), n형 트랜지스터로 이루어진 스윗치 (M1) 내지 (M3), P형의 발광소자(EL)를 구동하기 위한 구동 트랜지스터(M4), 및 저장용량(C1)을 가진다. 구동회로는 급전선(PVdd), 신호선(DA) 및 주사선(P1), (P2)에 의해 동작한다.

도 13은 주사선(P1), (P2)의 타임 차트도이다. 기간(t1)~(t2)에 있어서, 스윗치(M1), (M2)는 온으로 되고, 스윗치(M3)는 오프로 되어서, 구동회로는 기록 동작을 행한다. 이 기간에 있어서, 저장용량(C1)에는, 신호선(DA)으로부터 공급되는 표시휘도를 나타내는 데이터 전압과 구동 트랜지스터(M4)의 임계 전압이 기입된다. 다음에, 기간(t2)~(t3)에 있어서, 스윗치(M1), (M2)는 오프로 되고, 스윗치(M3)가 온으로 되어서, 발광소자에는 저장용량(C1)에 기입된 데이터 전압에 응한 전류가 급전선(PVdd)으로부터 공급되어 발광소자(EL)가 점등한다. 이어서, 기간 (t3)~ (t4)에 있어서, 다시 스윗치 (M1), (M2)는 온이 되고, 스윗치(M3)는 다시 오프가 되어, 발광소자(EL)는 소등한다. 이 동작에 의해, 각 화소에 설치된 구동 트랜지스터(M4)의 임계치 전압의 변동에 의해 발생된, 각 화소간의 휘도의 변동을 저감할 수 있다.

도 1 및 도 2는, 각각 발광소자의 일례로서, 유기 EL 소자를 일정한 전류로 구동시켰을 경우의, 구동 시간과 휘도간의 관계, 및 구동 시간과 전압간의 관계를각각 나타내고 있다. 도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 유기 EL 소자에 있어서는, 전류를 공급해서 발광시키면, 구동 시간의 경과와 함께 발광강도(휘도)가 저하하거나, 또는 전압이 상승한다고 하는 소자의 열화 현상이 일어난다. 액티브 매트릭스형 표시장치의 각 화소 사이에는, 이 소자의 열화의 정도가 다르고, 각 화소의 유기 EL 소자의 열화가 표시장치의 표시 영역에 번인(burn-in) 현상으로서 나타난다. 이 번인 현상은 근접 화소간에서 2% 정도의 변동과 같은 작은 휘도의 변동이 있어도 인식할 수 있다.

상기한 문제에 대처하기 위해서, 일본 특개2006-091709호 공보에는, 각 화소에 배치되는 각 유기 EL 소자의, 화상데이터에 응한 휘도로 발광할 때의 단자간 전압을 검출하고, 소자의 열화에 의한 소자의 단자간 전압의 상승량에 응해서, 각 소 자의 휘도의 저하를 보상하는 표시장치가 기재되어 있다.

그러나, 일본 특개2006-091709호 공보의 표시장치에서는, 화소가 배열된 표시패널외에, 소자의 휘도의 저하를 보상하기 위한 보정 계수를 유지하는 테이블이나, 보정계수에 화상데이터를 승산하는 승산 회로를 준비할 필요가 있고, 그 결과, 표시장치의 코스트가 증가해 버린다. 이것은 저비용이 요망되는 소형의 표시장치에서는 큰 문제이다.

상기한 상황에 비추어서, 본 발명은, 휘도의 저하를 보상하기 위해서 테이블이나 연산회로의 형성을 필요로 하지 않고, 번인현상을 저감시키는 구동회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 발광소자의 구동회로는, 소스 또는 드레인의 한쪽이 발광소자의 일단에 접속되고, 한쪽이 급전선에 접속된 구동 트랜지스터와; 일단이 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 타단이 제1스윗치를 개재해서 상기 급전선에 전기적으로 접속되어 있는 제1용량과; 상기 제1용량의 타단과 발광소자의 일단을 전기적으로 결합하고 있는 제2용량을 가지고, 상기 스윗치가 오프로 되는 보정 기간동안, 점등 개시시에 있어서의 발광소자의 상기 일단에서의 전위의 변화에 응해서, 제1용량의 충전량을 보정하고, 보정 기간의 후에, 스윗치가 온이 되는 보정 후의 점등 기간동안, 보정된 상기 충전량에 응한 상기 구동트랜지스터의 게이트의 전위 로 발광소자를 점등시킨다.

본 발명의 다른 특징은 유첨도면을 참조한 다음의 전형적인 실시예의 설명으로부터 명백해질 것이다.

(제1실시형태)

(구동회로의 구성)

도 3은 본 발명의 제1실시형태에 따른 구동회로를 나타내는 모식도이다. 도3을 참조하면, 도 3을 참조하면, 구동회로는 발광소자(EL), 스윗치(M1)~(M3) 및 (M5)~(M7), 및 발광소자(EL)에 전류를 공급해서 구동하기 위한 구동 트랜지스터(M4)를 가진다. 또, 스위치(M4)~(M6)는 P형의 트랜지스터이고, 스위치(M1)~(M3)는 n형의 트랜지스터이다. 구동 트랜지스터(M4)의 한쪽의 주전극인 드레인에는 발광소자(EL)의 일단(노드(N3))이 접속되고, 다른 한쪽의 주전극인 소스에는 급전선(PVdd)이 접속되며, 제어 전극인 게이트에는 저장용량으로서 제1용량(C1)이 접속되어 있다. 그리고, 구동 트랜지스터(M4)는 게이트-소스전압(Vg)이 임계치 전압(V_TH) 보다 작을 때에 도통 상태로 되어서, 소스-드레인간에 드레인 전류(Id)가 흐른다. 발광소자(EL)의 다른 한쪽의 단자는 소정의 전위선(CGND)에 접속되어 있다. 이하의 설명에서 이용되는 "전위"는, 상기 전위선(CGND)의 전위를 기준으로 한 전위이고, 상기 전위선(CGND)의 전위가 0으로 설정된다. 도 3에 나타낸 구동회로는, 도 12의 구동회로의 경우와 같이, 급전선(PVdd), 신호선(DA), 스윗치(M1)~(M3)와 (M5)~(M7)의 동작을 각각 제어하는 주사선(P1), (P2)에 의해 제어된다. 도 4는 이 구동회로의 동작을 설명하는 타임 차트이다.

(기록기간(t1)~(t2x)에 있어서의 동작)

우선, 시각(t1)에 있어서, 주사선(P1), (P2)는 모두 H레벨로 되어, 스윗치 (M1)~(M3) 및 (M7)는 온이 되지만, 스위치(M5) 및 (M6)는 여전히 오프인 상태이다. 그리고, 구동 트랜지스터(M4)는 다이오드 접속으로 되는 것과 동시에, 제1용량(C1)의 일단은 급전선(PVdd)에, 그리고, 타단은 신호선(DA)에 각각 접속 된다. 따라서, 이 기록기간에 있어서, 제1용량(C1)에는, 신호선(DA)으로부터 표시휘도 데이터에 응한 신호전류(Idata)가 공급되어 전하가 충전된다. 또, 제3용량(C3)은 신호선(DA)의 기생 용량이며, 노드(N2)의 전위, 즉, 구동 트랜지스터(M4)의 게이트 전위 (Vg)에 응한 전압이 충전된다.

제2용량(C2)은 제1용량(C1)의, 구동 트랜지스터(M4)의 게이트에 접속되어 있지 않은 쪽에 위치한 단자(노드(N1))와, 발광소자(EL)의 구동 트랜지스터(M4)의 드레인측에 위치한 단자(노드(N3))의 사이에 형성되는 기생 용량이며, 노드(N1)와 노드(N3)는 전기적으로 서로 결합된다. 이 기록기간(t1)~(t2) 동안, 제2용량(C2)의 한쪽은 급전선(PVdd)에 전기적으로 접속된 상태에 있다. 또, 발광소자(EL)에 전류가 공급되지 않기 때문에, 노드(N1)의 전위는, 발광소자(EL)가 발광하기 시작할 때, 발광소자(EL)의 양단에 걸리는 임계치 전압(VT) 만큼 상승한 값에 점차적으로 접근한다. 따라서, 시각(t2x)전에, 제2용량(C2)은 노드(N1)가 급전선(PVdd)의 전위 (Vdd)가 되고, 노드(N3)의 전위는 (VT)가 되므로, 그 충전 전압은 (Vdd-VT)에 점차적으로 접근하게 된다.

(보정 기간(t2x)-(t2)에 있어서의 동작)

이 보정 기간 동안, 신호선(DA)으로부터 제1용량(C1)에의 신호전류(Idata)의 공급을 중지한다. 시각(t2x)에서, 주사선(P2)이 L레벨로 되어, 스윗치(M3), (M7)가 오프로 되고, (M5)가 온이 된다. 이 스윗치(M5)가 온이 되는 것에 의해, 제1용량(C1)에 기입된 충전량에 응한 드레인 전류(Id)가 발광소자(EL)에 흘러서 그 드레인 전류(Id)의 양에 응한 휘도로 발광소자(EL)가 점등한다.

도 5는 이 기간에 있어서의 구동회로의 등가 회로를 나타내는 것이다. 제3용량(C3)은, 신호선(DA)의 기생 용량이며, 그 전기용량은 표시장치의 신호선방향으로 배치되는 화소수, 또는 화소나 표시장치의 크기에 의존하고, 제1용량(C1)의 전기용량에 비해 20~30배 크다. 이 때문에, 신호선(DA)에 접속되어 있는 구동 트랜지스터(M4)의 게이트의 전위(노드(N2)의 전위)는 이전 상태(게이트 전위(Vg))로부터 변화하지 않도록 근사할 수 있다. 또, 노드(N1)는 급전선(PVdd)으로부터 절단되어서 전위가 고정되지 않는 상태로 된다.

도 6은, 발광소자(EL)의 전류-전압 특성을 나타내고 있다. 발광소자(EL)의 점등 개시시(t2x)에, 노드(N3)의 전위는 구동 트랜지스터(M4)의 드레인 전류 (Id)에 응해서 전압(Ve(Id)) 만큼 상승한다. 이 점등 개시시에 있어서의 발광소자(EL)의 일단(노드(N3))의 전위의 상승량(Ve(Id))에 응해서, 노드(N1)의 전위가 제2용량(C2)을 개재해서, 식 1로 나타내는 전압(V1(Id)) 만큼 상승한다. 식 1에서, (C1), (C2)는 각각 제1용량(C1)과 제2용량(C2)의 전기용량을 나타내고 있다.

V1(Id) = (C2)÷((C1)+(C2))×(Ve(Id))ㆍㆍㆍ 식 1

한편, 노드(N2)는 이전의 상태로부터 변화하지 않기 때문에, 이 기간 동안 노드(N1)의 전위 상승에 수반해서 제1용량(C1)의 충전량이 보정된다.

(보정 후 점등 기간(t2)-(t3)에 있어서의 동작)

다음에, 시각(t2)에서, 주사선 (P1)가 L레벨로 되고, 이에 의해, 스윗치 (M1), (M2)가 오프로 되고, (M6)가 온으로 된다. 이 때문에, 신호선(DA)은 구동 트랜지스터(M4)의 게이트(노드(N2))로부터 절단되고 노드(N2)의 전위는 변화할 수 있는 상태로 된다. 한편, 노드(N1)는 다시 급전선(PVdd)에 단락되고, 그 전위는 다시 (Vdd)가 된다.

이 경우에, 제1용량(C1)의 충전 전압은 제1용량(C1)이 보정 기간 중에 충전된 상태로부터 변화하지 않고, 노드(N1)의 전위의 저하와 함께 노드(N2)의 전위가 강하되어, (Vg-V1)으로 된다. 즉, 구동 트랜지스터(M4)의 게이트 전위 (Vg)를 발광소자(EL)의 구동에 수반해서 전압 (V1)만큼 강하시킨다. 그리고, P형의 구동 트랜지스터(M4)의 드레인 전류(Id)가 상승하고, 그 상승한 전류에 응한 휘도로 발광소자(EL)가 점등한다. 즉, 보정된 제1용량(C1)의 충전량에 응한 구동 트랜지스터(M4)의 게이트 전위(Vg-V1)에 의해 발광소자(EL)의 휘도가 결정되고, 그 휘도로 발광소자(EL)는 점등한다.

(소등 기간(t3)-(t4)에 있어서의 동작)

시각(t3)에서, 주사선(P2)이 재차 H레벨로 되고, 이에 의해, 스윗치(M5)가 오프가 되어, 구동 트랜지스터(M4)와 발광소자(EL) 사이의 접속이 절단되고, 발광소자(EL)는 소등한다.

노드(N1)는 급전선(PVdd)에 단락되어 있으므로, 노드(N3)의 전위 변화는 노드(N1)에 영향을 주지 않고, 제1용량(C1)의 충전량은 변화하지 않는다.

점등/소등 듀티비를 적당히 설정하는 것에 의해, 그레이 스케일 표시의 표시휘도를 독립적으로 제어할 수 있다.

(발광소자의 열화에 대한 대응)

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 유기 EL 소자의, 정전류로 구동했을 때의 휘도 특성과 동작전압은, 구동시간(t)에 따라서 비선형적으로 변화한다.

한편, 도 7은, 구동전류(Id(t))와 동작전압(Vd(t))간의 관계를 나타낸 것이다. 발광소자(EL)를 정전류로 구동한 시간(t)에 있어서 휘도는 저하한다. 초기휘도 L(0)를 얻기 위해서 필요한 구동전류를 Id(t)로 하고, 이 시간(t)에서의 동작전압을 Vd(t)로 한다. 이 경우에, 도 7에 나타낸 바와 같이, 구동전류 Id(t)와 동작전압 Vd(t)사이의 관계가 단순한 선형 특성에 가까운 특성을 가지는 것을 알 수 있었다. 시각 (t1), (t2), 및 (t3)는 t1 < (t2 - t1) < (t3 - t2)의 관계에 있다. 또, 이 동작전압의 상승은, 발광소자(EL)의 동저항(動低伉) 성분에 의한 전압(Ve)(도 6 참조)의 변화량(ΔVe)이 주된 요인인 것이 확인되고 있다.

도 3의 구동회로에 있어서는, 상술한 바와 같이 주사선(P1), (P2)의 제어를 실시하면, 게이트 전위와 게이트-소스전압(Vgs)은 (V1)만큼 내릴 수 있다. 이 경우에, 발광소자(EL)가 열화하고 있으면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 열화하고 있지 않을 때의 구동에 의한 전위의 상승량(Ve) 보다도 (ΔVe) 만큼 더 커지므로, 게이트-소스전압(Vgs)은 발광소자(EL)가 열화하면 할수록 작아진다. 구체적으로는, 게이트 -소스전압(Vgs)은 식 2에서 나타내는 (ΔV1) 만큼 작아진다.

ΔV1 = (C2)÷(C1)+(C2)×ΔVeㆍㆍㆍ식 2

본 실시형태의 구동회로에 있어서, 보정 기간 동안, 점등 개시시(시각(t2x))에 있어서의 발광소자(EL)의 일단(노드 N3)에서의 전위의 상승량은, 발광소자(EL)의 열화에 의한 전위의 상승도 더해져서 (Ve+ΔVe)가 된다. 이 전위의 상승량에 응해서, 제1용량(C1)의 충전량이 보정된다. 그 후, 보정 후의 점등 기간 동안, 보정된 충전량에 응해서 구동 트랜지스터(M4)의 게이트의 전위(Vg)가 보정되고, 그 후 보정된 게이트 전위 (Vg-V1-ΔV1)에 따른 드레인 전류를 발광소자(EL)에 흘리는 것에 의해, 발광소자(EL)가 점등한다.

통상, 구동 트랜지스터(M4)의 드레인 전류(Id)는 게이트-소스전압(Vgs)으로부터 임계치 전압(V_TH)을 감산해서 얻어진 값의 제곱에 비례해서 커진다. 그러나, 열화량(ΔVe)은 전압 상승량(Ve) 보다 훨씬 작고, (ΔV1)도 작기 때문에, 열화량 (ΔVe)에 응해서 변화하는 구동 트랜지스터(M4)의 드레인 전류(Id)의 상승량은 열화량(ΔVe)에 비례해서 커지면 근사할 수 있다. 즉, 제1용량(C1)과 제2용량(C2)사이의 전기용량의 비를 적당히 설정하는 것에 의해, 도 7에 나타낸 바와 같은, 발광소자(EL)의 동작전압 (Vd)과 구동전류(Id)사이의 비례 계수를 결정하고, 발광소자(EL)의 동작을 제어해서 휘도를 보상할 수 있다.

상기 응답 감도는 제1용량(C1)과 제2용량(C2)사이의 전기용량의 비로 용이하게 설정할 수 있기 때문에, R, G, B의 각 색 사이에서 소자의 열화 특성이 차이가 나는 경우에도 제2용량(C2)의 전기용량을 각 색 마다 설정하면 대응할 수 있다.

그레이 스케일 표시에서는, 저휘도 영역에서는 데이터 전위(Vdata)는 커지고, 상기 데이터 전위(Vdata)에 응해서 발광소자(EL)에 공급되는 드레인 전류(Id)는 작아지므로, 도 6에 나타낸 바와 같이, 동작전압상승량(Ve)과 노드(N1)의 전압변화량(V1)도 작게 된다. 도 8은 포화 영역에서 동작하는 구동 트랜지스터(M4)의 드레인 전류(Id)와 게이트-소스전압(Vgs) 사이의 관계를 나타낸다. 세로축은 대수축을 나타내고, 따라서, 드레인 전류(Id)가 작은 영역에서는, 게이트-소스전압 (Vgs)의 작은 전압변화에 의해서도, 소망한 드레인 전류(Id)가 크게 변화한다. 따라서, 그레이 스케일 표시에서는, 저휘도 영역에 있어서도 발광소자(EL)의 열화에 의해 드레인 전류(Id)가 크게 변화하므로, 번인 현상을 저감할 수 있다.

본 실시형태에서는, 신호선(DA)의 기생 용량인 제3용량(C3)의 전기용량이 제1용량(C1)의 전기용량보다 크다는 사실을 이용하고, 그 후, 보정 기간 동안, 구동 트랜지스터(M4)의 게이트 전위가 기록기간 동안 게이트전위로부터 거의 변화하지 않는다는 사실을 이용했다. 그러나, 이 보정 기간 동안, 신호선(DA)으로부터 고정 전위를 공급하고, 노드(N2)의 전위를 고정해 두어도 본 발명의 효과를 얻을 수 있다. 이 경우에, 신호선(DA)으로부터 공급되는 일정한 전위는, 기록기간 동안 결정된 노드(N2)의 전위와 같은 것이 바람직하다.

또, 제3용량(C3)의 전기용량은 제1용량(C1)의 전기용량 보다 크지 않아도 된다. 왜냐하면, 상술한 제어를 실시한 후, 보정 후의 점등 기간 동안, 구동 트랜지스터(M4)의 게이트 전위, 즉, 노드(N2)의 전위는 식 3으로 나타낸 (V1') 만큼, 기 록기간 동안의 전위보다 작아진다. 식 3에서, (C1), (C2), (C3)는 각각 제1용량(C1), 제2용량(C2) 및 제3용량(C3)의 전기용량을 나타낸다.

V1'(Id) = (C2)÷(C1+C2)×C3÷(C1+C3)×Veㆍㆍㆍ식 3

즉, 제1용량(C1), 제2용량(C2) 및 제3용량(C3)의 전기용량을 설정하면, 도 7에서 나타낸 구동전류-동작전압 특성을 가진 발광소자(EL)의 휘도의 저하를 보상할 수 있다.

(제2실시형태)

(구동회로의 구성)

도 9는 본 발명의 제2실시형태에 따른 구동회로를 나타낸 모식도이다. 제2실시형태는, 일단이 노드(N1)에, 타단이 주사선(P2)에 접속되어 있는 제4용량(C4)을 형성한 점에서 제1실시형태와 다르다. 본 실시형태에 있어서도, 제1실시형태의 경우에서와 같이, 도4에 나타낸 타임 차트에 따라서 주사선(P1), (P2)에 주사신호를 보내서, 구동회로를 제어한다. 또, 제4용량(C4)의 기능에 대해서는 후술한다.

(기록기간(t1)~(t2x)에 있어서의 동작)

이 기간 동안, 제1실시형태의 경우와 마찬가지로, 제1용량(C1)에는 신호선 (DA)으부터의 표시휘도 데이터에 응한 신호전류(Idata)가 공급되어 전하가 충전되고, 제2용량(C2)에는, 전압치(Vdd-VT)에 가까운 전압이 충전된다. 제4용량(C4)에는, 급전선(PVdd)의 전위(Vdd)와 주사선(P2)의 H레벨에 대응하는 전위 사이의 전위차가 충전된다.

(보정 기간(t2x)~(t2)에 있어서의 동작)

이 기간 동안, 제1용량(C1)에 기입된 데이터 전위(Vdata)에 응한 전류(Id)가 구동 트랜지스터(M4)의 소스와 드레인간에 흐르고, 이 전류(Id)에 응한 휘도로 발광소자(EL)가 점등한다.

도 10은, 이 기간 동안의 구동회로의 등가 회로를 나타낸다. 제1실시형태의 경우와 마찬가지로, 발광소자(EL)를 구동하면, 노드(N3)의 전위는 구동 트랜지스터(M4)의 순간 전류(Id)에 응해서 전압(Ve(Id))만큼 상승한다. 이 전압(Ve(Id))의 상승량에 응해서, 노드(N1)의 전위가 식 4로 나타낸 전압 (V2(Id))만큼 상승한다. 식 4에서, (C1), (C2), (C3), 및 (C4)는 각각 제1용량(C1), 제2용량(C2), 제3용량(C3), 및 제4용량(C4)의 전기용량을 나타낸다.

V2(Id) = (C2)÷(C1+C2+C4)×Ve(Id))ㆍㆍㆍ식 4

식 4는, 제4용량(C4)이 노드(N1)의 전위에 영향을 주는 점이 식1과 다르다. 또, 시각(t2x)에서, 주사선(P2)가 H레벨로부터 L레벨로 변화하고, 이 제4용량(C4)의 일단의 전압이 강하하기 때문에, 제4용량(C4)의 타단에서의 노드(N1)의 전위가 식 5에서 나타낸 바와 같이 (V3)만큼 강하한다.

V3 = C4÷(C1+C2+C4)×Vpㆍㆍㆍ식 5

여기서, Vp는, 주사선(P2)이 H레벨로부터 L레벨로 변화했을 때의 주사신호의 전위차를 나타낸다.

따라서, 노드(N1)의 전위는 (V2~V3)의 양만큼 변화한다. 또, 신호선의 기생 용량인 제3용량(C3)에 의해, 노드(N2)는 이전의 상태로부터 거의 변화하지 않도록 근사할 수 있으므로, 이 기간 동안 제1용량(C1)의 충전량은 노드(N1)의 전위 상승 에 수반해서 변화한다.

(보정 후 점등 기간(t2)-(t3)에 있어서의 동작)

노드(N1)는 다시 급전선(PVdd)과 단락되고, 그 전위는 다시 (Vdd)로 변화한다. 그리고, 제1용량(C1)의 충전 전압은 보정 기간 동안 충전된 상태로부터 변화하지 않고, 노드(N1)의 전위의 감소에 응해서 노드(N2)의 전위가 변화해서, (Vg-V2 +V3)로 된다.

(소등 기간(t3)-(t4)에 있어서의 동작)

이 기간 동안, 발광소자(EL)는 소등한다.

(표시 콘트라스트의 개선대책)

그레이 스케일 표시에서는 표시 콘트라스트 향상은 중요한 과제이다. 표시 콘트라스트를 향상시키기 위해서는, 제1용량(C1)에 데이터를 기입할 때에 신호선 (DA)으로부터 공급되는 전류(Idata)의 전류 다이나믹 레인지를 만들면 된다. 본 발명에 따른 도 3 및 도 9의 구동회로는, 구동 트랜지스터 특성의 변동에 강한 기록 전류 구동회로이므로, 소정의 행 기간 내에서 소망의 전류 정밀도 이내에 기록전류동작을 수속시키는 기록전류능력을 고려할 필요가 있다. 기록전류능력은 기록전류의 양에 의존한다.

따라서, 표시 콘트라스트의 향상을 위해서 기록전류의 전류 다이나믹 레인지를 크게 하면, 기록전류에 의해 기록전류능력의 차이가 커져 버린다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 제4용량(C4)을 사용해서 구동 트랜지스터(M4)의 드레인 전류(Id)의 다이나믹 레인지를 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다.

도 8을 참조해서, 제4용량(C4)의 사용에 의한 표시 콘트라스트 향상의 동작을 설명한다. 종축은 구동 트랜지스터(M4)의 드레인 전류(Id)를 나타내고, 횡축은 구동 트랜지스터(M4)의 게이트-소스간 전압(Vgs)을 나타낸다. 보정 기간 중에, 상술한 바와 같이 시각(t2x)에서 주사선(P2)을 H레벨로부터 L레벨로 변화시키면, 이 변화에 응해서 제4용량(C4)을 개재해서 노드(N1)의 전위가 식 5에서 나타낸 전압 (V3) 만큼 강하한다. 그러나, 노드(N2)의 전위는 기록기간부터 거의 변화하지 않기 때문에, 기록기간으로부터 보정 기간까지의 동작에 의해 생긴 주사선(P2)에 공급되는 전위의 변화에 응해서, 노드(N1)의 전위가 변화하고, 이 변화에 응해서 제1용량(C1)의 충전량은 변화한다. 그 후, 보정 후의 점등 기간에서, 제1용량(C1)의 충전량은 그대로 변화하지 않고, 노드(N2)의 전위가 전압(V3) 만큼 상승한다. 즉, 본 실시형태에 따른 구동회로는, 제4용량(C4)을 개재해서 보정 후의 점등 기간 동안, 기록기간 동안의 구동 트랜지스터(M4)의 게이트-소스전압(Vgs)을 전압(V3) 만큼 상승시킬 수 있다. 따라서, 점A에 의해 나타내지는 신호전류(Idata)가 클 때는, 전압(V3) 만큼 구동 트랜지스터(M4)의 동작점이 이동해서 점C로 되고, 점C로 나타내는 드레인 전류(Id)가 된다. 한편, 점B로 나타내는 신호전류(Idata)가 작을 때는, 전압(V3) 만큼 구동 트랜지스터(M4)의 동작점이 이동해서 점D로 되고, 점D로 나타내는 드레인 전류(Id)가 얻어진다. 따라서, 점C 내지 점D로 나타내는 구동전류(Id)의 다이나믹 레인지는 점A~점B로 나타내지는 신호전류(Idata)의 다이나믹 레인지에 비해 큰폭으로 향상한다. 그리고, 구동전류(Id)의 다이나믹 레인지가 향상하면, 표시 콘트라스트비는 향상할 수 있다. 따라서, 제1용량(C1), 제2용량(C2), 제4용 량(C4)의 전기용량 사이의 비나, 주사선(P2)의 주사신호 레벨의 전위차를 적당히 설정하는 것에 의해, 이 구동전류(Id)의 다이나믹 레인지를 결정할 수 있다.

(발광소자의 열화에의 대응)

본 실시형태에 있어서는, 보정 후의 점등 기간 동안, 발광소자(EL)가 열화하고 있지 않는 경우에는, 구동 트랜지스터(M4)의 게이트 전위는 (Vg-V2+V3)의 값으로 된다. 한편, 발광소자(EL)가 열화하고 있는 경우에는, 상기의 값으로부터 미소량(△V2) 만큼 더욱 하강하고, 그 열화에 응한 드레인 전류(Id)가 발광소자(EL)를 통해 흘러서, 드레인 전류(Id)의 전류량에 응한 휘도로 발광소자(EL)는 점등한다. 이와 같이, 제1실시형태의 경우와 마찬가지로, 발광소자(EL)의 열화에 의한 휘도의 저하를 보상할 수 있다. 이 때, 제1용량(C1), 제2용량(C2), 제4용량(C4)의 전기용량 사이의 비를 적당히 설정하는 것에 의해, 도 7에 나타낸 바와 같은, 발광소자(EL)의 동작전압(Vd)과 구동전류(Id) 사이의 비례 관계를 확립할 수 있다.

(각 색의 특성차이에의 대응)

도 11은 각 색의 휘도- 전류 특성을 나타낸다. 각 색발광소자(EL1), (EL2), 및 (EL3)는, 소망의 휘도(L1)와 구동전류(Id1)사이, 소망의 휘도(L2)와 구동전류(Id2) 사이, 그리고 소망의 휘도(L3)와 구동전류(Id3) 사이의 관계를 가진다. 이와 같이 구동전류는 각 색에서 다르다. 상술한 바와 같이 기록전류의 능력은 기록전류의 크기와 관련되므로, 각 색의 구동전류차이를 기록전류, 즉, 신호전류 (Idata)를 바꾸어 대응하는 것은 바람직하지 않다. 이 때문에, 제4용량(C4)의 전기용량을 각 색에 대해서 적당히 설정하는 것에 의해, 게이트 전압의 상승량(V3)을 적절히 설정해서, 각 발광소자의 특성에 따라서 구동 트랜지스터(M4)의 드레인 전류(Id)를 결정하도록 하면 된다. 또, 제4용량(C4)에 의해 각 발광소자의 구동전류의 다이나믹 레인지도 설정할 수 있다.

이상의 동작을 실현할 수 있으면, 도 3 또는 도 9의 구동회로에 있어서 트랜지스터의 종류나 수, 또는 주사선수로 한정한 것은 아니다.

또, 지금까지 기록전류 구동회로에 대해서 설명해 왔지만, 보정 기간 동안의 동작은 기록신호의 종류에 관계하지 않기 때문에, 기록전압 구동회로에 있어서도 적용할 수 있다.

본 발명에 의하면, 화소외에 테이블이나 연산회로 등을 필요로 하지 않고, 발광소자의 구동회로에 의해, 발광소자의 열화에 의한 휘도의 저하를 보상할 수 있다.

본 발명을 전형적인 실시예를 참조해서 설명하였지만, 본 발명은 개시된 전형적인 실시예로 한정되지 않는 것으로 이해하여야 한다. 다음의 청구의 범위는 이러한 모든 변형과 등가의 구성 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

도 1은 정전류 구동에 있어서의 유기 EL 소자의 휘도-시간 특성을 나타낸 그래프;

도 2는 정전류 구동에 있어서의 유기 EL 소자의 전압-시간 특성을 나타낸 그래프;

도 3은 본 발명의 제1실시형태에 따른 구동회로를 나타낸 모식도;

도 4는 도 3의 구동회로를 주사하는 주사신호의 타임차트;

도 5는 어느 기간에 있어서의 도3의 구동회로의 등가 회로를 나타낸 도면;

도 6은 발광소자에 있어서의 구동전류-동작전압 특성을 나타낸 그래프;

도 7은 정휘도 구동에 있어서의 발광소자의 동작전압-구동전류 특성을 나타낸 그래프;

도 8은 포화영역에서 구동하는 구동 트랜지스터의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프;

도 9는 본 발명의 제2실시형태에 따른 구동회로를 나타낸 모식도;

도 10은 어느 기간에 있어서의 도9의 구동회로의 등가 회로를 나타낸 도면;

도 11은 각 색에서 발광하는 발광소자의 휘도-전류특성을 나타낸 그래프;

도 12는 종래예를 설명하는 구동회로도의 일례;

도 13은 도 10의 구동회로를 주사하는 주사신호의 타임차트.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

C1, C2, C3, C4: 저장용량 EL: 발광소자

M1, M2, M3, M5, M6, M7: 스윗치 M4: 구동 트랜지스터

P1, P2: 주사선 PVdd : 급전선

Claims

소스와 드레인 중의 한쪽이 발광소자의 일단에 접속되고, 다른 한쪽이 급전선에 접속된 구동 트랜지스터와;

일단이 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 타단이 제1스윗치를 개재해서 상기 급전선에 전기적으로 접속되어 있는 제1용량과;

상기 제1용량의 상기 타단과 상기 발광소자의 상기 일단을 전기적으로 결합하고 있는 제2용량을 가지고,

상기 제1스윗치가 오프되어 있는 보정 기간동안, 점등 개시시에 있어서의 상기 발광소자의 상기 일단에서의 전위의 변화에 응해서, 상기 제1용량의 충전량을 보정하고, 상기 보정 기간의 후에, 상기 제1스윗치가 온인 보정 후의 점등 기간동안 보정된 상기 충전량에 응한 상기 구동트랜지스터의 상기 게이트의 전위로 발광소자를 점등시키는 것을 특징으로 하는 구동회로.
제1항에 있어서,

상기 제2용량은, 상기 제1용량의 상기 타단과 상기 발광소자의 상기 일단과의 사이에 형성되는 기생 용량인 것을 특징으로 하는 구동회로.
제1항에 있어서,

상기 제1용량에 전하를 공급하는 신호선과 상기 구동 트랜지스터의 게이트가 제2스윗치를 개재해서 접속되고,

상기 보정 기간 동안 상기 제2스윗치가 온이고, 상기 보정 후의 점등 기간 동안 상기 제2스윗치가 오프인 것을 특징으로 하는 구동회로.
제3항에 있어서,

상기 보정 기간 동안 상기 신호선으로부터 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 고정 전위를 공급하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
제3항에 있어서,

상기 신호선이 제3용량을 부가하여 가지는 것을 특징으로 하는 구동회로.
제5항에 있어서,

상기 신호선의 상기 제3용량이 상기 제1용량의 전기용량보다 큰 전기용량을 가지는 것을 특징으로 하는 구동회로.
제1항에 있어서,

일단이 상기 제1용량의 상기 타단에 접속되고, 타단이 상기 제1스윗치를 제어하는 주사선에 접속되어 있는 제4용량을 부가하여 가지고,

상기 보정 기간 동안 상기 주사선에 공급되는 전위의 변화에 응해서 상기 제1용량의 충전량이 변화하는 것을 특징으로 하는 구동회로.